5. AZALEKO TEKTONIKA. THIN SKINNED

5.1 Sarrera

Toles eta zamalkadura gerrikoak osatzen dituzten materialak ez ziren orain agertzen diren tokian metatu, are gehiago, gehienak ingurune itsastarretan metatutakoak dira. Prozesu orogenikoek eragiten dute material horiek bere jatorrizko kokapena utzi eta kokapen berri baten lekutzea. Sarritan, lekualdatzea handia izaten da, zenbait hamarka kilometro horizontalean eta zenbait kilometro bertikalean. Mugimendu hauek angelu txikiko alderantzizko failetan edo zamalkadura-failetan gertatzen diren labainketa-prozesuei esker gerta daitezke (5.1 ird.), eta thin-skinned deritzon estilo tektonikoaren ezaugarri nagusia dira. Mota honetako egiturek, sarritan kolisioaren aurretik bi kontinenteen arteko arroan metatutako arroken bitartez daude eratuta eta zamalkaduren eta tolesen segida bereizgarria sortzen dute. Nahiz eta thin-skinned estilo tektonikoa garatzeko ingurune geologiko arruntena toles eta zamalkadura gerrikoa izan, antzeko egiturak gara daitezke ere norabide-faila handien restraining bendsetan, ertz pasiboen arro sedimentarioetako seawards toles-etan, Andear motako konbergentzia-ertzetako arku-oste eremuetan, zein subduzkio-eremuetako akrezio-prismetan.

1. irudia.- Hego-Pirinioetako zamalkadura frontea ez dakti non. Krestoiak toles eta zamalkadura gerrikoaren barne kokatutako goi-Kretazeoko kareharriak dira nagusiki, eta hegoaldean (argazkiaren ezkerraldean) dauden Miozenoko materialen (foreland-arroa) gainetik kokatzen dira.

Hainbat geologo-belaunaldi saiatu dira toles eta zamalkadura gerrikoen ezaugarriak eta jatorria argitzen. Zamalkadura baten lehendabiziko aipamena 1826. urtekoa da eta Dresden (Alemania) inguruan granito aurrekanbriarrak Kretazeoko geruzen gainetik faila-ukipen baten bidez agertzen zirela ikusi ondoren iradoki zen. 1840. hamarkadan Suitzako Alpeetan maila aloktonoak kartografiatu eta deskribatu zirenean (5.2 ird.), garai hartarako erradikalegia zen hipotesia iradoki zen, zeinetan arroka-xaflak distantzia luzeetan zehar garraiatuak izan zitezkeen zamalkadura-faila subhorizontalen bidez. Iradokizuna ain zen erradikala berrogei urte beranduago arte ez zela onartu, orduan Eskozia iparmendebaldeko Moine zamalkaduran burututako detaile handiko kartografia aurkeztu zelako, eta datuak horren ziren argiak eskala handiko zamalkadurak egitura errealak zirela onartu beharra izan zela. Aurkikintza honi esker konpondu ziren ordura arte pilatutako eta erantzunik gabeko hainbat arazo estratigrafiko. Imaginatu zutabean gora zoazela eta bapatean material zaharragoak gazteagoen gainetik aurkitzen dituzula, baina gaur egun horren argi dagoen zamalkaduraren kontzeptua ez dela ezagutzen!

5.2 irudia. Suitzako Alpeetako estreinako interpretazioetan Heim-ek egindako “Glarner toles bikoitzaren” zehar-ebakia, ondoren egitura zamalkadura baten gisa birrinterpretatu zen. m: Tertziarioko molasa; f: Tertziariko eta Kretazeoko flyscha; c: Kretazeoa (batez ere kareharriak); j: Jurasikoa (Batez ere kareharriak); t: Triasikoa; p: Permiarra. (Van der Pluijm, 19xx)

Hemeretzigarren mendean hasi ziren geologoak failen eta tolesen arteko harremanak aztertzen. Rogers anaiak izan ziren failen eta tolesen arteko harremana iradokitzen lehenak 1843. urtean, Apalatxeetan burututako lanen ondorioz. Apalatxeetako toles eta zamalkadura gerrikoa da, rocky mendikatekoarekin batera, thin-skinned estilo tektonikoa definitzeko erabili izan zen lurraslde adierazgarrienetarikoa. Ondoren, baieztatu zen tolesak failen ondorio zuzena zirela ingurune hauetan. Azalean eskualde-eskalako tolesak dituzten lurraldeen azpitik beraiekin harreman genetikoa duten zamalkadurak aurkitzen direla iradoki zen. XX. Mendean geologoek behaketa hauek findu zituzten eta toles eta zamalkadura gerrikoetako zehar-ebakietan irudikatutako tolesen geometria ulertzeko eredu geometriko eta zinematikoak eraiki zituzten. Datu hauek guztiek lagundu egin dute gerriko hauen sorrera eta bilakaera prozesuak ulertzen.

Hurrengo ataletan zamalkadura eta zamalkadura-sistemen geometriaren deskribapen azkar bat eta faila eta tolesen arteko harremanen azalpena aurkeztuko da. Ondoren, toles eta zamalkadura gerrikoen garapen-mekanismoak azaltzeko erabili izan diran ideia nagusiak aipatuko dira. Bukatzeko aldiz, ezaugarri tektoniko hauek dituzten zenbait lurraldeetako egituraren deskribapena egingo da: hego-Pirinioetako eremua, Apalatxeak edota Rocky mendiak eta Mazizo Iberiarraren eremu Kantabriarra.

5.2. Zamalkaduren geometria (dena berrantolatu)

Zamalkaduren geometriarekin hasteko oso ezaguna den adibide bat deskribatuko da, Apalatxe mendien hegoaldean azaleratzen den Pine Mountain zamalkadura (5.3 Ird.). Zamalkadurak ondo geruzatutako sekuentzia bat zeharkatzen du eta sekuentzian gora egiten du failaren desplazamanduaren noranzkoan, gaineko blokearen geruza zaharragoak (aloktonoa) oin-blokearen geruza gazteagoen (autoktonoa) gainetik kokatuz. Zehatzago esatearren, zamalkadurak Kanbriarraren oinetik gora egiten du Siluriar-Devoniar geruzetan lautu arte, ondorioz Kanbriarreko geruza aloktonoak Siluriar-Devoniar garaiko geruza autoktonoen gainetik kokarazten ditu (5.3 Ird.). Zamalkadura-planoen gaineko desplazamenduak geruzen bikoizketa eta gaineko blokearen geruzen altxamendua dakar, faila aurreko bere kokapenetik abiatuta. Adibidez, Pine Mountain zamalkaduraren gaineko blokeko geruzek, bere jatorrizko kokapenetik gutxi gora behera 2,5 km altxatu dira.

5.3 irudia. Pine Mountain zamalkadura zeharreko zehar-ebakia (Apalatxeetako hegoaldea). Zehar-ebakiaren kokapena azpiko mapan islatu da. Zamalkadura ipar-ekialderantz eta hego-mendebalderantz tear-failen aurka bukatzen da. (Suppe, 1985)

Zamalkadura arrunt batek geruzapenarekiko paralelo kokatutako segmentuak (lautadak) eta geruzapena zeharkatzen dituzten segmentuak (arrapalak) barneratzen ditu. Segmentu hauek elkar lotuta daude eta zamalkadura-planoak eskailera baten geometria izatea eragiten dute. Lautadak arrapalak baino luzeagoak izan ohi dira eta gehienetan geruza inkonpetenteetan daude sustraituta (arbelak, gatzak,...). Arrapalak aldiz, arroka-geruza zurrunagoetan kokatzen dira, harearri, dolomia edo kareharrietan. Zamalkaduraren mugimendua gertatu aurretik gaineko blokeko arrapala bakoitza dagokion oin-blokeko arrapalaren ondoan kokatuta dago. Horrela, gaineko blokeko arrapala- eta lautada-kopurua oin-blokeko kopuru bera izan behar du. Mugimendua gertatu ondoren aldiz, gaineko blokeko arrapala eta lautadak gainezarri egiten dira faila zehar. Adibidez, 5.3 irudian ikus daitekeen bezala, AB tartean gaineko blokeko lautada oin-blokeko lautadaren gainean dago kokatuta, BC tartean gaineko blokeko lautada oin-blokeko arrapalaren gainean dago kokatuta, CD tartean gaineko blokeko lautada oin-blokeko lautadaren gainean dago kokatuta eta DE tartean gaineko blokeko arrapala oin-blokeko lautadaren gainean aurkitzen da.

Zamalkadura baten gaineko blokearen mugimenduaren noranzkoak zamalkaduraren bergentzia zehazten du. Ekialderanzko bergentzia duen zamalkadura batean, adibidez, gaineko blokea ekialderantz altxatzen da mendebalderantz okertzen den zamalkadura-planoaren gainetik. Toles eta zamalkadura gerrikoaren eskalan adibidez, zamalkadura gehienen bergentzia berdina izan ohi da, eta denen artean eskualdeko garroaioren noranzkoa definitzen dute. Adibidez, Hego-Pirinioetako toles eta zamalkadura gerrikoaren zamalkadura gehienen bergentzia hegoalderanzkoa da eta ondorioz lurraldeko garraioaren noranzkoa hegoalderanzkoa da ere. Eskualdeko garraioaren noranzkoa zehazteko bide anitz daude: tolesen asimetria, faila-ispiluetako eskailerak, cleavagearen murgildura, zamalkadura planoetako zizaila-erizpideak. Nahiz eta toles eta zamalkadura gerrikoaren barne zamalkadura gehienak eskualdeko garraioaren noranzkoa erakutsi (forethrusts), kontrako bergentzia aurkezten dutenak ere ager daitezke (backthrusts). Eskala handian, toles eta zamalkadura gerrikoen garraioaren noranzkoa kontinenteen barneko alderanzkoa edo kratoiranzkoa da (5.4 ird.). Akrezio-prismetan, kontinenteetako toles eta zamalkadura gerrikoen antzeko geometria dutelarik, garraioaren noranzkoa fosa alderanzkoa da (5.4 ird.).

5.4 irudia. Toles eta zamalkadura gerrikoen kokapenak. Fosaranzko bergentzia duen akrezio-prisma bat toles eta zamalkadura gerriko mota bat da. Andear motako subdukzio eremuetako arkuostean ere gara daitezke toles eta zamalkadura gerrikoak. Kolisio orogenoetan definitu ziren toles eta zamalkadura gerrikoak. (Van der Pluijm, 19xx)

5.5 irudia. Faila-arrapala mota ezberdinak erakusten duen hiru dimentsioetako bloke-diagrama (gaineko blokea ezabatu egin da). Tear-failak albo-arrapala bertikalak dira. (Van der Pluijm, 19xx)

Zamalkadura asko ez dira plano arruntak. Zamalkaduraren norabidean zehar segmentu desberdinak bereizten dira zamalkadura-norabidearen eta desplazamandu-noranzkoaren arteko angeluaren arabera. Zamalkaduraren gehiengoan failaren arrapalak perpendikularrak dira desplazamenduaren noranzkoarekiko, eta hauei arrapala frontala deritze. Lokalki aldiz, eta batez ere failen bukaera inguruan, arrapalak gaineko sekuentzia era zehiarrean edo desplazamenduarekiko paraleloki motz ditzake, albo-arrapalak eta arrapala zehiarrak eratuz (5.5 ird.). Segmentu hauek erraz bereiz daitezke, albo-arrapaletan zamalkaduraren norabidea eta garraioaren norabidea paraleloak direlako, eta arrapala zehiarretan zamalkadura-planoaren norabideak eta garraioaren norabideak angelu zuzena eratzen dutelako. Adibidez, Kanadako Rockies mendietan kokatzen den Lewis zamalkadurak mota honetako bi faila ditu alboetan, North Kootenay Pass eta Marias Pass, bakoitzak 15º eta 20º okerdura dutelarik (5.6a eta b irdk). Albo-arrapala plano bertikala denean tear-faila bezala ezagutzen da. Tear-failek xafla zamalkatzaileen eremu desberdinen arteko mugimendu diferentziala xurgatzen dute. Mota honetako egitura ezagunenak Apalatxeetan Pine mountaineko zamalkadurarekin lotutako Jacksboro eta Russel Fork tear-failak dira (5.6c eta d irdk.). Albo-arrapaletan eta tear-failetan norabide-mugimenduak dira nagusi. Arrapala zehiar ez-bertikaletan gertatzen den mugimendua labaintze zehiarra da, eta mugimenduaren noranzko zehatza arrapala-angeluaren eta garraioaren norabidearen zehiartasun-graduaren menpe dago. Sarritan, arrapala zehiarren inguruan ardatz bertikal baten inguruko egituren errotazioak (geruzapena, hausturak, tolesen ardatzak) ematen dira.

Aktiboak diren bitartean zamalkadura asko eta asko ez dira azaleratzen, gutxi batzuk aldiz (zamalkadura emergenteak) azaleraino heldu eta Lurraren azala moztu eta desplazatu egiten dute. Zamalkatutako lurraldea higaduraren bitartez azaleratzen denean, sarritan ezin daiteke jakin orain azalean dagoen zamalkadura, aktiboa izan zen bitartean zamalkadura emergentea izan ote zen edo ez. Ondorioz, geologoek bereizten dituzte, alde batetik gaur egun azala zeharkatzen ez dituzten zamalkadurak (blind-zamalkadurak) eta azalean jarraitu eta kartografiatu daitezkeen zamalkadura-planoak (5.7 ird.). Higadurak xafla-zamalkatzailean zulo bat eragiten badu, oin-blokearen zati bat ikusiko dugu gaineko blokearen materialez inguratuta (edo material autoktonoa material aloktonoz inguratuta), eta egitura honi leiho tektoniko deritzo (15.7 ird.). Higadurak ere eragin dezake xafla zamalkatzailearen zati handi bat desagertzea eta, ondorioz, zenbait tokitan gaineko blokearen zati bat oin-blokeko materialez guztiz inguratuta ikus daiteke (edo material aloktonoa material autoktonoz inguratuta), orduan egitura honi klippe deritzo (5.7 ird.).

5.6 irudia. Angelu txikiko zamalkaduren egitura. A: Alberta eta Montana arteko Lewis zamalkaduraren mapa. Zamalkaduraren geometria irregularra okerdura txikiaren ondorio topografikoa da. Irudian klipeak zein lehio tektonikoak irudikatu dira. (Boyer eta Elliot, 1982). B: Lewis zamalkadura-azaleraren geometria erakusten duen bloke-diagrama. C: Hego-Apalatxeetako Pine mendietako zamalkaduraren mapa. Zamalkadurak tear-failen kontra bukatzen dira. (Mitra, 1988). D: Pine mendietako zamalkadura-azaleraren geometria erakusten duen bloke-diagrama.

5.7 irudia. Zamalkadura-serietako bloke-diagrama. 1: Zamalkaduraren gaineko blokean garatutako antiklinala, 2: Zamalkaduraren desplazamendua 0 deneko maparen eta zehar-ebakiaren puntuak, 3: Zamalkadura-azalerak topografiarekin duen intersekzioa, 4: Klippea, 5: Leiho-tektonikoa, 6: albo-arrapala, 7: Zamalkadura-itsua, eta 8: Zamalkadurek decollement-azalerarekin duten intersekzio-puntua. (Van der Pluijm, 19xx)

5.3. Zamalkadura-sistemak

Eskala handiko zamalkadura-sistemen adibiderik egokienak, zalantzarik gabe, gerriko orogenikoen ertzetan kokatzen diren toles eta zamalkadura gerrikoetako zamalkadurak dira. Gerriko orogenikoak kontinenteen rift prozesuak garatzeko tokirik egokienak izan dira historikoki, eta ondorioz, mota honetako zamalkadura-sistemak aintzinako riftetatik eratorritako kontinente-ertzetan agertzen dira ere. Ingurune geodinamiko hauetan munduko hidrokarburuen erreserba handienak pilatuta daudelako duten garrantzi ekonimikoaren ondorioz, eta estilo tektonikoak berak duen interesaren ondorioz ikerketa-kopuru izugarriak burutu dira lurralde hauetan. Zerbait ez dago ondo

Zamalkadura-sistemek geometria bereizgarria dute. Kartografikoki, toles eta zamalkadura gerrikoetan, beraien artean gutxi gora behera paraleloak diren zamalkadura eta toles ugari ageri dira, ehundaka edo milala kilometro zabal den lurraldean zehar hedatuz (5.8 ird.). Zamalkaduren aurreko aldea, hau da, xafla zamalkatzaileak progesiboki estaltzen duten aldea foreland-a da eta, aldiz, zamalkaduren atzean galditzen den eremuari hinterland deritzo. Nahiz eta zenbait lekutan sistema hauek nahiko zuzenak izan, arruntena geometria kurbatua izatea da (5.8 ird.).

Toles eta zamalkadura gerrikoen zehar-ebakietan zamalkadura-planoak angelu txikikoak direla, antzeko orientazioa dutela eta bergentzia berekoak direla ikus daiteke (5.9 ird.). Zamalkadura gehienak oinaldeko-faila (sole fault) izeneko zamalkadura nagusi baten sustraitzeko joera dute (5.10 ird.). Oinaldeko-faila oro har geruzapenarekiko paraleloak dira eta sekuentzia estratigrafikoaren barne agertzen diren maila ahuletan (gatzak, igeltsodun arrokak, arbelak) kokatzen dira. Era berean, banatu egiten dituzte oinaldeko-failaren gaineko arroka deformatuak eta oinaldeko failaren azpiko beste era batera deformatutako arrokak edo deformatu bako arrokak. Zamalkadura-sistemak osotasunean, forelanderantz mehetu eta hinterlanderantz loditu egiten den, arroka deformatuekin osotutako ezpal baten geometria erakusten du.

5.8 irudia. Apalatxeetako eta Kanadiako Cordillera mendizerrako toles eta zamalkadura gerrikoen mapa eskematikoak. (Harris eta Bayer, 1979; Price eta Hatcher, 1983)

Xafla zamalkatzaileak ez dira egitura guztiz jarraituak, segmentatuta daude tear-motako failen bitartez. Faila hauek xafla zamalkatzailearen eremu desberdinek izan dezaketen mugimendu diferentziala xurgatzen dute edo jatorriz koplanarrak ez diren zamalkadura zatiak batzen dituzte (5.11 ird.). Adibidez, xafla zamalkatzailearen eremu batek, bere jatorrizko egitura dela medio, konpresioaren eragina tolesak sortuz xurgatzen du, eta albokoak zamalkaduraren mugimendu hutsarekin (5.11a ird.).

5.9 irudia. Aurreko irudiko mapetan zeharreko zehar-ebakiak. A: Hego-Apalatxeak, B: Kanadiako Cordillera mendizerra. (Davis et al., 1983)

5.10 irudia. Zamalkadura-sistema mota desberdinak. a. Garatutako bi faila eta garatze-bidean dagoen beste bat erakusten duen abaniko inbrikatuaren irudi eskematikoa; b. Benetako abaniko inbrikatuaren irudia (Tennessee); c. Apalatxeetako duplex egituren interpretazioa. Ohar bitez kanbriar-ordoviziarreko duplexaren gaineko zamalkadura, gaineko sekuentziek osatutako duplex egituren oineko zamalkadura dela. d. Kanadiako Rocky mendien zehar-ebaki eskematikoa. Basamentu eta estalki sedimentarioaren ukipenean kokatutako oinaldeko failaren gainetik dauden sedimentuek baino ez dute zamalkaduren eragina pairatzen. (Mitra, 1986)

Arrunta da sekzio bereko zamalkadurek oineko zamalkadura bera (floor thrust) eta gaineko zamalkadura bera ere (roof thrust), garatzen denean, partekatzea. Geometriaren arabera muturreko zamalkadura-sistema bi daude, abaniko inbrikatuak (imbricate fan) eta duplexak. Abaniko inbrikatuak eratzen dituzten zamalkadurak oineko zamalkadura amankomun batetik abiatu eta sekuentzian gora adarkatu egiten dira berriro elkartu gabe gaineko decollement batean (5.10a, b ird.). Duplex batean aldiz, zamalkadurak adarkatu egiten dira oineko zamalkadura eta gaineko zamalkadura baten artean (5.10c ird.). Duplex batean elkarren ondoan dauden bi zamalkadurek guztiz inguratzen dituzte arroka-gorputz deformatuak hiru dimentsioetan. Gorputz hauei horse deritze. Duplex baten zamalkaduren arteko distatziaren eta desplazamendu erlatiboaren arabera gaineko zamalkadura erlatiboki planarra izan daiteke edo duplexaren horseak eragindako tolesengatik uhinkaria izan daiteke.

Duplexetako zein abaniko inbrikatuetako zamalkadurak ez dira une berean garatzen. Gehienetan zamalkadura plano berriak aurreranzko apurketa-sekuentzia (break-forward sequence) batean garatzeko joera dute, hau da, gero eta gazteagoak dira zenbat eta orogenoaren gunetik urrunago egon (5.12 ird.). Nahiz eta garapen-eredu arruntena hau izan zenbaitetan gerta daiteke sekuentziaz kanpoko zamalkaduraren bat (out-of-sequence thrust) garatzea, ondorioz zamalkaduren denbora-antolaketa apurtu egiten da eta zamalkadura berriak aurretik garatutakoak zeharkatuko ditu.

5.11 irudia. Tear-failen bitartez segmentatutako zamalkadurak. A. Tear-failaren alde batera eta bestera lurraldeko laburdura bi eratara xurgatzen da: tolesen bidez edo zamalkaduren bidez. B. Koplanarrak ez diren bi zamalkadura tear-faila baten bidez lotuta daude. C. Zamalkadura-azaleraren bi segmentu maila estruktural desberdinean daude, tear-faila baten bitartez kontaktuan. (Twiss eta Moores, 19xx)

Orain arte basamentu/estalki mugatik gertu kokatutako oineko decollement subhorizontalaren gainetik garatutako egiturak aztertu dira (5.10d ird.). Oineko decollement subhorizontalaren gainetik dagoen arroka-sekuentzia azpiko basamentuaren inolako eraginik gabe deformatzen dela adierazteko thin-skinned terminoa erabiltzen da. Thin-skinned estilo tektonikoa ehundaka kilometrotan nagusi izan daiteke baina, sismikaren irudiak erabiliz, zamalkadura-planoak orogenorantz jarraitzen badira, une batetik aurrera basamentuko arrokak ere zamalkaduretan eragina dutela ikusten da (5.4 ird.). Zamalkadurak basamentu kristalinoan errotzen direnean eta honetan mugimendua eragiten dutenean thin-skinned terminoa ez da erabilgarria. Kasu hauetan, okerdura handiagoko zamalkadurak basamentuan barneratzen dira, nahiz eta basamentuko arrokek ez dituzten arroka sedimentarioen gainetik kokatuz decollement subhorizontalen gainetik distantzia luzeak egiten. Zamalkaduretan basamentuko arrokak parte hartzen dutenean garatutako estilo tektonikoari thick-skinned deritzo.

5. 12 irudia. Azpiko blokeko arrapalen baztertzea duplex egitura baten sorreranGaineko zamalkadurek toleste eta ez-toleste sekuentzia bat pairatzen dute, puntu beltzen azpiko geometria-aladaketetan nabari daitekeenez. (Boyer et Elliot, 1982)

5.4. Zamalkadurekin harremanak dituzten tolesak

Orain arte zamalkadurei buruz baino ez da hitz egin, baina “toles eta zamalkadura gerriko” izenaren barruan toles hitza ere agertzen da, eremu hauetan gertatzen den deformazioaren zati bat zamalkadurekin harreman zuzena dituzten tolesen bitartez xurgatzen delako. Toles eta zamalkadura gerrikoen tolesak hiru multzotan sailka daitezke zamalkadurekin duten denbora-erlazioaren arabera: zamalkaduraren aurreko, zamalkadurarekin batera ematen diren edo zamalkaduraren osteko tolesak bereizten dira.

Zamalkaduraren aurretik gertatzen diren tolesak konpresio-esfortsuek serie geruzatu batean eragiten duten okerduraren bidez azal daitezke. Hasiera batean ez da failarik garatuko (5.13a ird.), baina konpresio-esfortsuak areagotu ahala tolesa gero eta estuagoa izango da eta izaera asimetrikoa garatuko du. Tolesaren estutseak tolesaren alpe laburra mozten duen faila baten garapena dakar (5.13b ird.). Faila honek gaineko blokeko antiklinala oin-blokeko sinklinaletik bereizten du eta gaineko blokeko geruzak garraiatzen ditu zamalkadura-planoan zehar.

Zamallkaduren ondoren gertatzen diren tolesak zamalkadurek zutabe estratigrafikoan gora izan ohi duten eskailera geometriaren ondorioz garatzen dira. Faila-okerduren tolesak (fault-bend folds) gaineko blokeko geruzak desplazatu eta zamalkadura-arrapalaren gainetik igarotzean okerdura-baldintza berrietara egokitzeko jasaten dituzten aldaketen ondorioz garatzen dira. Geruzak ez balira tolestuko faila-planoaren eta xafla zamalkatzailearen artean hutsune bat edo material soberakin bat sortuko litzateke. Egitura arruntenean, faila-okerduren tolesa kink-motako gontzak dituen antiklina da, gaineko blokeko geruzak faila planoko arrapala baten gainetik igarotzean sortu eta progresiboki garatzen dena (5.14 ird.). 5.14 irudian ikus daitekeen bezala ereduak ondorengo baldintzak aurrikusten ditu: (1) erlazio geometriko espezifikoak garatzen dira antiklinalaren garapen-prozesuan zehar, (2) antiklinalaren atzeko aldeko alpea oin-blokeko arrapalarekiko paraleloa da, (3) antiklinalaren aurreko aldeko alpea atzeko aldekoa baino laburragoa da eta okerdura handiagoa erakusten du (nahiz eta oro har tolesa simetrikoa izan), (4) gaineko blokeko tolesean garatzen diren kink-egiturak zamalkadura-planoaren okerdura aldaketekin lotuta daude (tolesaren garapen-prozesu osoan zehar X eta Y puntuek oin-blokeko arrapala eta X' et Y' puntuek gaineko blokeko arrapala mugatzen dute).

5.13 irudia. Tolesen osteko zamalkaduren sorrera-eredua. Lehendabizi tolesa garatzen da (a) eta ondoren failak alpe labuurra zeharkatzen du (b). (Van der Pluijm, 19xx)

Baina tolesak zamalkadurekin batera ere gara daitezke. Kasu hauetan, tolesa zamalkaduraren muturrak aurrera egin ahala garatzen da. Azaleramendu-eskalako egituretan, tolesak zamalkaduren bi muturretan gara daitezke. Egitura handiagoetan aldiz, zamalkaduraren goiko muturrak sekuentzian gora egin ahala honen aurrean baino ez da garatuko tolesa. Zamalkaduraren beheko muturra oin-zamalkadura batekin egingo du bat, bigarren toles bat eratu beharrean. Gehienetan, era honetan garatutako tolesak asimetrikoak dira bergentziaren noranzkoan, eta estutu egiten dira zenbat eta konpresioa handiagoa izan, sarritan aurreko aldeko alpea alderanztu arte (5.15 ird.). Faila-propagazio tolesaren (fault-propagation folds) eredu honek erakusten du zamalkaduraren muturrak sekuentzian gora egin ahala tolesaren alpeak luzatu egiten direla (5.15 ird.). Eredu sinple honetan baldintza geometriko zenbait bete behar dira, hala nola, zamalkaduraren muturra eta bi kink ardatzen intersekzio-puntua maila estratigrafiko berean aurkitu behar direla, eta alpeen arteko angelua tolesaren garapen-prozesu guztian berdina izan behar dela (5.15 ird.). Faila-okerduren tolesetan (fault-bend folds) bezala, faila-propagazio tolesetan atzeko aldeko alpea failaren okerdurarekiko paraleloa da, oin-blokeko geruzek ez dute horizontaltasuna galtzen, eta kink-tolesak zamalkaduraren okerdura-aldaketak adierazten dituzte.

5.14 irudia. Zamalkadura baten gaineko blokea arrapalatik igaro ahala sortutako tolesaren bilakaera progresiboa. (Van der Pluijm, 19xx)

Toles hauen geometriak ez du zer ikusirik aurreko gaian, material inkonpetentez osatutako geruza lodi baten gainetik gara daitezkeen tolesekin (5.16 ird.). Material inkonpetentearen izaerak eta fluitzeko gaitasunak guztiz baldintzatzen dute tolesen geometria basamentu/estalki sedimentario estilo tektonikoan.

Toles eta zamalkadura gerrikoetako tolesak hiru multzotan sailkatzea sinplifikazio handia izan daiteke. Gaur egun, ikertzaile gehienek hiru multzoen artean garapen-prozesu jarraitua dagoela uste dute. Hau da, hasierako tolesteak zamalkadurarekin erlazionatutako tolesak garatzeko kokapena presta dezake. Laburdura handiagoarekin tolesa handitu eta estutu daiteke eta zamalkaduraren sorrerarekin eta propagazioarekin tolesaren geometria orokorra alda daiteke. Zamalkadura-planoaren desplazamendua behar bestekoa bada, failak tolesaren aurreko aldeko alpea apurtu eta tolesa garraia dezake zamalkaduraren gainetik. Eredu teoriko honen aldaerak ugari dira, beste zenbaiten artean hauek aipa daitezkeelarik: tolesaren laburdura-proportzioa, tolesen hasiera unea, zamalkaduren propagazio kopurua, zamalkaduren hasiera unea, deformazio-kopurua eta fluidoen presioa.

5.15 irudia. Faila sinple baten propagazio-tolesaren bilakaera-eredu prograsiboa. (Van der Pluijm)

Deskribatu diren tolesak toles eta zamalkadura gerrikoaren kanpoko aldean garatzen dira batez ere, barne eremu kristalinotik urrun. Bertan, xafla-zamalkatzaileak ez dute inolako harremanik basamentuarekin eta gehien jota gradu baxuko metamorfismoaren eragina pairatzen dute. Orogenoaren eremu sakonagoetan zamalkadurek basamentuan eragina izaten dute eta materialak metamorfismo gradu altuagoaren eraginpean (ertaina, altua) pairatzen dute deformazioa. Ondorioz, deformazioa moldakorragoa da eta eskala handiko toles etzanak garatzen dira zamalkadurekin batera (narrasdura mantuak; x.y atala).

5.16 irudia. Jura mendietako detachment-tolesen geometria. Erkatu aurreko irudietako tolesn geometriarekin (Van der Pluijm, 19xx)

5.5. Zamalkadura-sistemen geometria eta zinematika hinterlandean

Orain arte aztertu diren zamalkadura eta tolesak goi-lurrazalean garatutakoak izan dira, toles eta zamalkadura gerrikoaren barne eta basamentuaren eragina kontutan hartu gabe. Zamalkadurek lurrazaleko laburdura-proportzio horizontal izugarriak xurgatzen dituzte, baina honek azaletik gertu sortutako laburdura azaltzeko baino ez du balio. Beraz, zer gertatzen da oin-decollementaren azpiko lurrazalean?. Era berean, eredua osotzeko, hinterlandera hurbildu ahala oin-decollementarekin zer gertatzen den ulertzea beharrezko da. Ondoren, eredu geometrikoa azaltzen dituzten 4 eredu aurkeztuko dira.

Lehenengo ereduan, oin-decollementa berriro bueltatzen da azalera, horrela eremu batean zamalkadurek xurgatutako laburdura beste eremu batean faila normal listrikoek sortutako luzatzearekin orekatzen da (5.17a ird.). Beraz, ereduan beharrezko dira laburdura pairatzen duen lurralde bat eta estentsioaren eraginpean dagoen beste bat eta sakonean biak lotua egotea. Mota honetako geometria azaleko faila-sistemetan baino ez da posible, hau da adibidez, Mexikoko Golkoko Gulf Coasten gertatzen dena. Hala ere, failen desplazamendu-kopurua toles eta zamalkadura gerriko arruntetan neurtzen dena baino askoz ere txikiagoa da, eta hauetan xurgatzen den laburdura ezin da pareko estentsioa xurgatzen duen beste lurralde batekin orekatu.

5.17 irudia. Toles eta zamalkadura gerrikoen eredu hipotetiko eta eskematikoak, baina geometrikoki errealak. A: Toles eta zamalkadura gerrikoa estentsio lurralde baten osagarri; B: Barne eremu kristalinoan sustraitutako toles eta zamalkadura gerrikoa; C: Subdukzio-eredua. (Twiss eta Moores, 19xx)

Bigarren ereduan, basamentua zamalkadurak ez diren beste egituraren baten bidez laburtzen da. Gerriko orogeniko baten hinterlandak gradu altuko metamorfismoa pairatzen du eta ondorioz deformazioa askoz ere moldakorragoa da. Baliteke toles eta zamalkadura gerrikoaen oin-decollementa eremu metamorfikoan sustraitutako deformazio moldakor handiko eremuren batean bukatzea. Barne-eremu kristalinoko lurrazalaeren laburdurak eta loditzeak grabitazio-kolapsoa eragiten du, eta honek sor dezake gerriko orogenikoen ertzetako toles eta zamalkadura gerrikoaren ezpal geometria (5.17b ird.).

Hirugarren ereduan basamentuak zamalkaduren eragina pairatzen du eta zamalkadura hauen bultzadak eragiten du toles eta zamalkadura gerrikoaren geometria. Esan daiteke hinterlandeko thick-skinned geometriak sortzen duela toles eta zamalkadura gerrikoan nagusi den thin-skinned geometria. Honen adibidea hego-Pirinioetako eremuan ikus daiteke. Bertako zamalkadura-sistemak barne eremu kristalinoan garatutako Guarga eta Gavarnieko basamentuko zamalkadurek eragindako bultzadaren ondorio direla oso agerikoa da (5.18. ird.).

5.18 irudia. Pirinioetako zehar-ebaki orokor eskematikoa. Bertan nabaria da nola basamentuko zamalkadura handiek eragiten duten toles eta zamalkadura gerrikoaren thin-skinned geometria.

Laugarren aukera bat ere badago, eta agian jakin-min gehien pizten duena. Eredu honen arabera, toles eta zamalkadura gerrikoetako desplazamendu handiak eta laburdurak, kontinente-lurrazalak munduan dagoen zamalkadura-sistema handienean, subdukzio-eremuan, parte hartzen duelako gertatzen dira (5.17c ird.). Ikerketa sismikoek erakusten dute subdukzioa pairatu duten hainbat ezpal 1200 km-taraino era jarraituan hondoratzen direla. Kontinente-lurrazala subdukzio-eremu batean barneratzen denean gehien jota 100 km-tako sakoneraraino barneratua izan daiteke. Honek adierazten du 140 km-tako labaintzea 45º duen subdukzio-eremu batean, edo 200 km-tako labaintzea 30º duen subdukzio-eremu batean. Beraz, toles eta zamalkadura gerrikoen oin-decollement nagusia subdukzio-eremua izan daiteke, eta ondorioz zamalkadura-sistemak plaken arteko muga-konbergenteetan dute jatorria eta zamalkadurak garatzeko indarra subdukzioak berak sortutakoa da. Mota honetako adibideak gaur egun kolisioa pairatzen hari diren hainbat lurraldeetan aurki daitezke. Mendebalderanzko bergentzia duen Taiwan mendebaldeko toles eta zamalkadura gerrikoa (5.19a ird.), kontinente eta uharte-arku baten arteko kolisioaren ondorio zuzena da. Kasu honetan, Asia ekialdeko kontinentea Luzon mendebaldeko arkuaren azpitik pairatzen du ekialderanzko subdukzioa. Iran hegomendebaldeko Zagroseko toles eta zamalkadura gerrikoa (5.19b ird.) bi kontineneteen arteko kolisioaren ondorioa da. Konbergentziaren ondorioz Arabiako plakak iparmendebalderanzko subdukzioa pairatzen du Eurasiako plakaren barne dagoen Iranen azpitik. Beraz, gutxienez zenbait toles eta zamalkadura gerrikoetan kontinente-lurrazala subduzkio-eremuan barneratu izanaren aztarnak aurkitzen dira.

5.6. Hego-Pirinioetako eremua.?

5.7. Mazizo Iberiarreko eremu Kantabriarra.

Eremu Kantabriarra orogeno Hertziniarrak irudikatzen duen arkuaren (arku Ibero-Armorikarra edo arku Asturiarra) gunean kokatzen da (9.1 Ird. Geology of spain) eta ekialderanzko bergentzia duen toles eta zamalkadura gerriko bat da. Eremuaren eskala handiko ezaugarri aipagarrienen artean bi dira adierazgarrienak: alde batetik egiturek irudikatzen duten arku geometria, zeinetan arkuaren alde ahurra kanpo-eremuetaranz orientatuta dagoen, eta Karboniferoko metakin sin-orogeniko ugari dituen ondo garatutako thin-skinned egitura (9.8 Ird.). Eremu Kantabriarra osatzen duen Paleozoikoko sekuentzia sedimentario lodia, alde batetik, zamalkadura-sistema eta hauekin harremana dituzen tolesen bitartez dago deformatuta, eta bestetik, egitura hauei gainezarritako angelu handiko faila berantiarren bitartez. Laburdura tektoniko bortitzak lurraldearen jatorrizko paleogeografia guztiz aldatzen du, elkarren ondoan kokatuz jatorriz oso urrun garatutako unitate sedimentarioak.

Ikertzaileek 5 unitate tektonoestratigrafiko bereizten dituzte eremu Kantabriarrean: Toles eta Narrasdura, Asturias erdiko aldeko ikatz-eremua, Pongako narrasdura, Picos de Europa eta Pisuerga-Carrion domeinuak (9.8 Ird.). Toles eta Narrasdura domeinua, era berean, hainbat zamalakadura-sistemetan banatu da: Somiedo-Correcilla, La Sobia-Bodon, Aramo, Eslako narrasdura eta Valsurvio. Domeinu bakoitza sekuentzia estratigrafiko bereizgarria du, zamalkadura nagusien bitartez dago inguratuta, eta bereien barne-egitura konplexua da bigarren mailako decollemetengaitik, zamalkadura eta duplexengaitik eta bi toles belaunaldiengatik (zamalkaduren trazarekiko perpendikularrean eta pareleloki kokatuta).

x. irudia. Eremu kantauriarraren kokapena Mazizo Iberiarraren barne eta arku iberoarmorikarraren gunean. (Shaw et al., 2012)

Eremu Kantabriarraren thin-skinned eredu estruktural nagusia decollement nagusi batek gobernatzen du. Decollementa, 3-4 km lodi den, Kanbriar eta Siluriar bitarteko sekuentzia sedimentario aurre-tektonikoaren oinetik gertu kokatuta dago, behe- eta erdi-Kanbriarreko kareharrietan (Láncara Fm.). Sekuentzia estratigrafikoaren goiko mailatan eskala txikiagoko decollementak aurkitzen dira ere. Eremu Kantabraiarraren mendebaldean zamalkadurek basamentuko arroka Neoproterozoikoen gain ere eragina dute, aldiz ekialderantz, zenbait zamalkadura-plano Láncarako decollementetik abiatuta adarkatu egiten dira gorantz, Formazio gazteagoak zeharkatuz (arrapala egiturak emanez) eta Formazioen arteko ukipenetan lautuz (lautadak eratuz). Hortaz, oin-blokeko eta gaineko blokeko lautada eta arrapala egiturak zein faila-okerduren tolesak (fault-bend folds) defini daitezke. Zamalkadura-azaletako deformazioaren ezaugarriak zeharkatzen dituen arroken izaera erreologikoaren araberakoak dira, baina gehienetan deformazioa keraharrizko oso unitate mehean (metro gutxi batzuk) xurgatzen da, birkristalizazioa, kataklasia eta bretxifikazioa sortuz. Xafla-zamalkatzaileen barne-deformazioa lurrazalaren azaleko eremuetan ematen da, gehienetan foliaziorik eta metamorfismorik sortu gabe. Eremu Kantabriarrerako kalkulatutako laburdura tektonikoa oso handia da, %70 ingurukoa, eta adibidez 9.8 irudiko zehar-ebakian pilatutko laburdura 150 km ingurukoa dela neurtu da.

Eremu Kantabriarrean eta, era berean, 9.8 irudiko zehar-ebakian bi zamalkadura-sistema bereizten dira. Lehenengokoa mendebaldean agertzen da (toles eta narrasduren domeinua) eta honen azpitik beranduago garatzen den bigarrenak, behe-paleozoikoko sekuentzia partzial eta meheago baten gainean du eragina, kanpoko alderanzko deformazioaren migrazioa ahalbidetuz. Bigarren zamalkadura-sistemak Asturias erdiko aldeko ikatz-eremuan (5 km lodi den sekuentzia Karbonifero sinorogenikoa), Picos de Europa domeinuan (Karboniferoko kareharri masiboak baino barneratzen ez dituzten xafla zamalkatzaile teilakatu ugari eta meheez osotuta) eta erlatiboki autoktonoa den Pisuerga-Carrión domeinuan du eragina. Zamalkadurek, oro har, aurreko alderantz garatzen den sekuentzia bat (forward propagating sequence) osatzen dute, lehendabizi mendebalde eta hegoaldetik ekialderantz eta iparrekialderantz,e ta beranduago, iparraldetik hegoaldera. Xafla zamalkatzaileak kokatu ahala desplazamentu-bektoreak progresiboki aldatu egiten dituzten domeinu batetik bestera. Garraio-norabide perpendikularreko egiturak eta, are gehiago, aurkako noranzkoa duten desplazamenduak zehaztu dira eremu Kantabriarrean. Unitate tektoniko zaharrenak (Esla-mantua, Somiedo Correcillas mantua eta toles eta narrasdura domeinua) N-rantz eta NE-rantz izan ziren desplazatuak, aldiz, azkeneko zamalkadurak (Picos de Europa) hegoalderantz desplazatu ziren. Honen ondorioz, unitate tektoniko zaharrenek errotazio pasibo bat jasan zuten, eremuko arku-geometria, partzialki behintzat, errotazio honen ondorioz delarik. Honen ondorioz, xafla zamalkatzaile zaharrenak ez daude soilik tolestuta zamalkaduren kokapenari berari dagozkion albo-tolesengatik eta aurreko aldeko tolesengatik (fault bend folds or fault propagation folds), baizik eta mugimendu tektoniko gazteagoek eragindako esfortzuen berrantolaketaren eraginez sortutakoengatik ere. Honek azaltzen du zergaitik arkuaren hegoaldeko besoan kokatutako zamalkadurak, zaharrenak izaki, iparraldeko besoko zamalkadura gazteagoak baino askoz ere deformazio handiagoa erakusten duten. Deformazioaren noranzkoan egon ziren aldaketa hauen guztien ondorioz, Eremu Kantabriarreko egitura tektonikoa oso konplexua da.

Arku iberoarmorikarrarekiko duten kokapenaren arabera eremu Kantabriarreko tolesak bi multzotan sailkatzen dira: toles trnabertsalak (edo erradialak) eta toles arkeatuak (edo longitudinalak). Toles arkeatuak zamalkadurekiko paralelo kokatuta daude, erradialak heuekiko zehairrak direlarik. Toles arkeatuak lotura zuzena dute xafla zamalkatzeileen geometriarekin eta, aldiz, toles erradialak zamalkaduren albo-egitura gisa interpretatzen dira. Toles-multzo biek nabarmen estutzen dira unitateen kokapenean zehar eta kokapenaren ondorengo birraktibazioetan ere. Honen ondorioz, ugari dira definitutako interferentzia-eredu kartografiko, bai tektonikaren aurreko sekuentzietan, bai tektonikarekin batera metatutako sekuentzietan.

Narceako antiforma gunean aurrekanbriarreko arrokak dituen pilaketa antiformala da, eta orogenoaren eremu sakonagoetaranzko trantsizio-eremua adieraziko luke. Eremu Kantabriarreren mendebaldeko ertzean kokatuta dago bi zamalkadura nagusien artean (Trones eta La Espina zamalkadurak).

Eremu Kantabriarrean burututako ikerketa sismikoek baieztatu egin dute eremuaren thin-skinned estilo tektonikoa, mendebalderantz okerdura eskasa duten oin-decollementak nabarmen adarkatzen dira ekialderantz eta sekuentzian gora, foreland eremurantz. Narcea antiformearen egitura desberdina da bertan kokatzen delako hinterlanderanzko trantsizio-eremua. Trantsizio-eremu honetan lurrazalaren mailako arrapala bat kokatzen da, toles eta zamalkadura gerrikoaren egiturak hinterlandeko (Asturias mendebalde-Leongo eremua) behe-lurrazaleko egiturekin lotzen duena.